JPH1149582A - 多孔質軽量セラミック製品及びその製造方法 - Google Patents
多孔質軽量セラミック製品及びその製造方法Info
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- JPH1149582A JPH1149582A JP9205098A JP20509897A JPH1149582A JP H1149582 A JPH1149582 A JP H1149582A JP 9205098 A JP9205098 A JP 9205098A JP 20509897 A JP20509897 A JP 20509897A JP H1149582 A JPH1149582 A JP H1149582A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】非常に空隙率の高くかつ強度の大きな多孔質軽
量セラミック製品及びその製造方法を提供する。 【解決手段】多数のガラス質中空球状粗粒子の間をフラ
イアッシュを含む多孔質セラミックマトリックス焼結体
が結合充填してなり、かつ前記多孔質セラミツクマトリ
ックス焼結体中の多孔質空隙部が吸水膨潤した高吸水性
ポリマーの消失孔で構成する。製造方法は、粒径０．５
〜５．０ｍｍのガラス質中空球状粗粒子１００重量部に
対して、フライアッシュ１５〜３５０重量部と、吸水膨
潤した高吸水性ポリマー３０〜７０重量％を均質に含有
する未焼成セラミック粉体を含む結合材６０〜４５０重
量部とが混合された混合物を成形し、乾燥した後、７５
０〜１２００℃で焼成する。
量セラミック製品及びその製造方法を提供する。 【解決手段】多数のガラス質中空球状粗粒子の間をフラ
イアッシュを含む多孔質セラミックマトリックス焼結体
が結合充填してなり、かつ前記多孔質セラミツクマトリ
ックス焼結体中の多孔質空隙部が吸水膨潤した高吸水性
ポリマーの消失孔で構成する。製造方法は、粒径０．５
〜５．０ｍｍのガラス質中空球状粗粒子１００重量部に
対して、フライアッシュ１５〜３５０重量部と、吸水膨
潤した高吸水性ポリマー３０〜７０重量％を均質に含有
する未焼成セラミック粉体を含む結合材６０〜４５０重
量部とが混合された混合物を成形し、乾燥した後、７５
０〜１２００℃で焼成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は多孔質軽量セラミッ
ク製品に関するものであり、特に非常に空隙率の高くか
つ強度の大きな多孔質軽量セラミック製品及びその製造
方法に関するものである。
ク製品に関するものであり、特に非常に空隙率の高くか
つ強度の大きな多孔質軽量セラミック製品及びその製造
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来の
多孔質セラミック製品の製造法には、発泡性未焼成セラ
ミック粉体に結合材を混合し、成形後、焼成する方法
や、主原料として黒曜石やシラス等の火山噴出物を用
い、これらに粘土や結合材を混合して、成形後、焼成す
る方法等がある。しかしながら、それら方法により得ら
れた多孔質セラミック製品は、嵩比重が十分に低くな
く、かつ空隙率が十分に多くないものであった。
多孔質セラミック製品の製造法には、発泡性未焼成セラ
ミック粉体に結合材を混合し、成形後、焼成する方法
や、主原料として黒曜石やシラス等の火山噴出物を用
い、これらに粘土や結合材を混合して、成形後、焼成す
る方法等がある。しかしながら、それら方法により得ら
れた多孔質セラミック製品は、嵩比重が十分に低くな
く、かつ空隙率が十分に多くないものであった。
【０００３】
【課題を解決するための手段】本発明者は上記課題を解
決すべく鋭意研究の結果、火山噴出物として多量に産出
する黒曜石、シラス等の加熱発泡球状体粗粒子、すなわ
ち火山噴出物発泡球状粗粒子、例えばパーライトを主原
料とし、あるいは人工発泡ガラス質球状粗粒子、例えば
スラグの加熱発泡球状粗粒子を主原料とし、これに火力
発電所から大量に排出されるフライアッシュの相当量及
び吸水膨潤した高吸水性ポリマーを均質に含有する未焼
成セラミック粉体を含む結合材とが混合された混合物を
成形し、乾燥した後、７５０〜１２００℃で焼成するこ
とによって、非常に軽量化された多孔質セラミックを提
供することに成功した。すなわち本発明は、下記構成の
多孔質軽量セラミック製品及びその製造方法である。 （１）多数のガラス質中空球状粗粒子の間をフライアッ
シュを含む多孔質セラミックマトリックス焼結体が結合
充填してなり、かつ前記多孔質セラミツクマトリックス
焼結体中の多孔質空隙部が吸水膨潤した高吸水性ポリマ
ーの消失孔であることを特徴とする多孔質軽量セラミッ
ク製品。 （２）粒径０．５〜５．０ｍｍのガラス質中空球状粗粒
子１００重量部に対して、フライアッシュ１５〜３５０
重量部と、多孔質セラミックマトリックス焼結体５〜８
０重量部が均質混在した焼結体であり、かつ前記多孔質
セラミックマトリックス焼結体中の多孔質空隙部が吸水
膨潤した高吸水性ポリマーの消失孔であることを特徴と
する多孔質軽量セラミック製品。 （３）ガラス質中空球状粗粒子が、天然ガラス質発泡体
粗粒子であることを特徴とする（１）項又は（２）項記
載の多孔質軽量セラミック製品。 （４）ガラス質中空球状粗粒子が、人工発泡ガラス質粗
粒子であることを特徴とする（１）項又は（２）項記載
の多孔質軽量セラミック製品。 （５）多孔質軽量セラミック製品の物理特性が、嵩比重
０．１５〜１．５、圧縮強度：５．０〜５０ｋｇｆ／ｃ
ｍ２、曲げ強度：０．５〜５．０ｋｇｆ／ｃｍ２である
ことを特徴とする（１）項ないし（４）項のいずれか１
項に記載の多孔質軽量セラミック製品。
決すべく鋭意研究の結果、火山噴出物として多量に産出
する黒曜石、シラス等の加熱発泡球状体粗粒子、すなわ
ち火山噴出物発泡球状粗粒子、例えばパーライトを主原
料とし、あるいは人工発泡ガラス質球状粗粒子、例えば
スラグの加熱発泡球状粗粒子を主原料とし、これに火力
発電所から大量に排出されるフライアッシュの相当量及
び吸水膨潤した高吸水性ポリマーを均質に含有する未焼
成セラミック粉体を含む結合材とが混合された混合物を
成形し、乾燥した後、７５０〜１２００℃で焼成するこ
とによって、非常に軽量化された多孔質セラミックを提
供することに成功した。すなわち本発明は、下記構成の
多孔質軽量セラミック製品及びその製造方法である。 （１）多数のガラス質中空球状粗粒子の間をフライアッ
シュを含む多孔質セラミックマトリックス焼結体が結合
充填してなり、かつ前記多孔質セラミツクマトリックス
焼結体中の多孔質空隙部が吸水膨潤した高吸水性ポリマ
ーの消失孔であることを特徴とする多孔質軽量セラミッ
ク製品。 （２）粒径０．５〜５．０ｍｍのガラス質中空球状粗粒
子１００重量部に対して、フライアッシュ１５〜３５０
重量部と、多孔質セラミックマトリックス焼結体５〜８
０重量部が均質混在した焼結体であり、かつ前記多孔質
セラミックマトリックス焼結体中の多孔質空隙部が吸水
膨潤した高吸水性ポリマーの消失孔であることを特徴と
する多孔質軽量セラミック製品。 （３）ガラス質中空球状粗粒子が、天然ガラス質発泡体
粗粒子であることを特徴とする（１）項又は（２）項記
載の多孔質軽量セラミック製品。 （４）ガラス質中空球状粗粒子が、人工発泡ガラス質粗
粒子であることを特徴とする（１）項又は（２）項記載
の多孔質軽量セラミック製品。 （５）多孔質軽量セラミック製品の物理特性が、嵩比重
０．１５〜１．５、圧縮強度：５．０〜５０ｋｇｆ／ｃ
ｍ２、曲げ強度：０．５〜５．０ｋｇｆ／ｃｍ２である
ことを特徴とする（１）項ないし（４）項のいずれか１
項に記載の多孔質軽量セラミック製品。
【０００４】（６）粒径０．５〜５．０ｍｍのガラス質
中空球状粗粒子１００重量部に対して、フライアッシュ
１５〜３５０重量部と、吸水膨潤した高吸水性ポリマー
３０〜７０重量％を均質に含有する未焼成セラミック粉
体を含む結合材６０〜４５０重量部とが混合された混合
物を成形し、乾燥した後、７５０〜１２００℃で焼成す
ることを特徴とする多孔質軽量セラミック製品の製造方
法。 （７）吸水膨潤した高吸水性ポリマーの粒径が１０〜２
０００μｍであることを特徴とする（６）項記載の多孔
質軽量セラミック製品の製造方法。 （８）結合材中に占める未焼成セラミック粉体が４０〜
７０重量％であることを特徴とする（６）項又は（７）
項記載の多孔質軽量セラミック製品の製造方法。 （９）結合材が、無機結合材を含むことを特徴とする
（６）項〜（８）項のいずれか１項に記載の多孔質軽量
セラミック製品の製造方法。 （１０）結合材が、ガラス質粉体を含むことを特徴とす
る（６）項ないし（９）項のいずれか１項に記載の多孔
質軽量セラミック製品の製造方法。 （１１）結合材が、粘土鉱物を含むことを特徴とする
（６）項ないし（１０）項のいずれか１項に記載の多孔
質軽量セラミック製品の製造方法。 （１２）結合材が、有機質結合材を含むことを特徴とす
る（６）項〜（１１）項のいずれか１項に記載の多孔質
軽量セラミック製品の製造方法。 （１３）結合材が、水溶性のアルカリ金属ケイ酸塩を含
むことを特徴とする（６）項〜（１２）項のいずれか１
項に記載の多孔質軽量セラミック製品の製造方法。
中空球状粗粒子１００重量部に対して、フライアッシュ
１５〜３５０重量部と、吸水膨潤した高吸水性ポリマー
３０〜７０重量％を均質に含有する未焼成セラミック粉
体を含む結合材６０〜４５０重量部とが混合された混合
物を成形し、乾燥した後、７５０〜１２００℃で焼成す
ることを特徴とする多孔質軽量セラミック製品の製造方
法。 （７）吸水膨潤した高吸水性ポリマーの粒径が１０〜２
０００μｍであることを特徴とする（６）項記載の多孔
質軽量セラミック製品の製造方法。 （８）結合材中に占める未焼成セラミック粉体が４０〜
７０重量％であることを特徴とする（６）項又は（７）
項記載の多孔質軽量セラミック製品の製造方法。 （９）結合材が、無機結合材を含むことを特徴とする
（６）項〜（８）項のいずれか１項に記載の多孔質軽量
セラミック製品の製造方法。 （１０）結合材が、ガラス質粉体を含むことを特徴とす
る（６）項ないし（９）項のいずれか１項に記載の多孔
質軽量セラミック製品の製造方法。 （１１）結合材が、粘土鉱物を含むことを特徴とする
（６）項ないし（１０）項のいずれか１項に記載の多孔
質軽量セラミック製品の製造方法。 （１２）結合材が、有機質結合材を含むことを特徴とす
る（６）項〜（１１）項のいずれか１項に記載の多孔質
軽量セラミック製品の製造方法。 （１３）結合材が、水溶性のアルカリ金属ケイ酸塩を含
むことを特徴とする（６）項〜（１２）項のいずれか１
項に記載の多孔質軽量セラミック製品の製造方法。
【０００５】
【発明の実施の形態】本願発明の実施の形態を以下に説
明する。まず、本願発明で主原料として用いらるガラス
質中空球状粗粒子としては、例えば天然ガラス質発泡粗
粒子である黒曜石細片や真珠岩細片等の高温加熱による
発泡粗粒子であるパーライト、人工ガラス質粗粒子であ
る水砕スラグ細片やシリカ細片の高温加熱発泡粗粒子で
あるスラグバルーンやシリカバルーン等が挙げられ、高
温加熱発泡ガラス質中空球状粗粒子の粒径は０．５〜
５．０ｍｍであるものが好ましい。その嵩密度は０．１
／ｃｍ３〜１．０／ｃｍ３のものが好ましい。
明する。まず、本願発明で主原料として用いらるガラス
質中空球状粗粒子としては、例えば天然ガラス質発泡粗
粒子である黒曜石細片や真珠岩細片等の高温加熱による
発泡粗粒子であるパーライト、人工ガラス質粗粒子であ
る水砕スラグ細片やシリカ細片の高温加熱発泡粗粒子で
あるスラグバルーンやシリカバルーン等が挙げられ、高
温加熱発泡ガラス質中空球状粗粒子の粒径は０．５〜
５．０ｍｍであるものが好ましい。その嵩密度は０．１
／ｃｍ３〜１．０／ｃｍ３のものが好ましい。
【０００６】次に、本願発明で主原料として使用される
フライアッシュは、石炭や石油ピッチ等を燃焼させたあ
とに出る残渣灰であり、火力発電所等から大量に排出さ
れるものであって、現在、その利用技術、利用量が少な
いために、各分野にてその利用が鋭意検討されているも
のである。フライアッシュの成分組成は、例えばＳｉＯ
２：５０〜６８％，Ａｌ２Ｏ3：２０〜３５％、Ｆｅ２
Ｏ3：２〜７％，ＣａＯ：０．６〜７％、ＭｇＯ：０．
２〜２％，Ｎａ２Ｏ：０．１〜２％、Ｋ２Ｏ：０．３〜
１．５％，Ｉｇ．ｌｏｓｓ：２〜４％からなり、非晶質
であり、かつ各フライアッシュ粒子は粒径５〜２０μｍ
の球状体で内部が中空となっているものである。よっ
て、フライアッシュ粒子は、転動性、充填性が良好で、
前記多数のガラス質中空球状粗粒子間に容易に隈無く充
填される。
フライアッシュは、石炭や石油ピッチ等を燃焼させたあ
とに出る残渣灰であり、火力発電所等から大量に排出さ
れるものであって、現在、その利用技術、利用量が少な
いために、各分野にてその利用が鋭意検討されているも
のである。フライアッシュの成分組成は、例えばＳｉＯ
２：５０〜６８％，Ａｌ２Ｏ3：２０〜３５％、Ｆｅ２
Ｏ3：２〜７％，ＣａＯ：０．６〜７％、ＭｇＯ：０．
２〜２％，Ｎａ２Ｏ：０．１〜２％、Ｋ２Ｏ：０．３〜
１．５％，Ｉｇ．ｌｏｓｓ：２〜４％からなり、非晶質
であり、かつ各フライアッシュ粒子は粒径５〜２０μｍ
の球状体で内部が中空となっているものである。よっ
て、フライアッシュ粒子は、転動性、充填性が良好で、
前記多数のガラス質中空球状粗粒子間に容易に隈無く充
填される。
【０００７】本願発明は、多くのガラス質中空球状粗粒
子間にフライアッシュと多孔質セラミックマトリックス
焼結体が焼結充填された状態の多孔質軽量セラミック製
品を提供するものであるが、その製造においては、まず
成形性を付与させるため、ガラス質中空球状粗粒子とフ
ライアッシュと吸水膨潤された高吸水性ポリマー粒子を
混有させた未焼成セラミックマトリックス生成材料（結
合材）との均質混合物を加水あるいは可塑化材を添加混
合して、生地となし、それを一定形状に成形し、乾燥し
た後、焼成することが好ましい。前記未焼成セラミック
マトリックス生成材料中に混有させる吸水膨潤した高吸
水性ポリマー粒子は、１００℃前後の加熱により大量の
膨潤水が容易に蒸散、消失するものであり、高吸水性ポ
リマーとしては、具体的には、デンプン系（デンプン−
アクリロニトリルグラフト重合体加水分解物等）、セル
ロース系（セルロース−アクリロニトリルグラフト重合
体）、タンパク質（コラーゲン等）多糖類系（ピアルロ
ン酸等）等の天然高分子類、ポリピニルアルコール系
（ポリピニルアルコール架橋重合体等）、アクリル系
（ポリアクリル酸ナトリウム架橋体等）、付加重合体
（無水マレイン酸系共重合体等）、ポリエーテル系（ポ
リエチレングリコール・ジアクリレート架橋重合体
等）、縮合系ポリマー（エステル系ポリマー等）等の合
成高分子類が挙げられるが、アクリル酸ナトリウム系重
合体の架橋物が工業的に生産が容易で低コストのため好
ましい。
子間にフライアッシュと多孔質セラミックマトリックス
焼結体が焼結充填された状態の多孔質軽量セラミック製
品を提供するものであるが、その製造においては、まず
成形性を付与させるため、ガラス質中空球状粗粒子とフ
ライアッシュと吸水膨潤された高吸水性ポリマー粒子を
混有させた未焼成セラミックマトリックス生成材料（結
合材）との均質混合物を加水あるいは可塑化材を添加混
合して、生地となし、それを一定形状に成形し、乾燥し
た後、焼成することが好ましい。前記未焼成セラミック
マトリックス生成材料中に混有させる吸水膨潤した高吸
水性ポリマー粒子は、１００℃前後の加熱により大量の
膨潤水が容易に蒸散、消失するものであり、高吸水性ポ
リマーとしては、具体的には、デンプン系（デンプン−
アクリロニトリルグラフト重合体加水分解物等）、セル
ロース系（セルロース−アクリロニトリルグラフト重合
体）、タンパク質（コラーゲン等）多糖類系（ピアルロ
ン酸等）等の天然高分子類、ポリピニルアルコール系
（ポリピニルアルコール架橋重合体等）、アクリル系
（ポリアクリル酸ナトリウム架橋体等）、付加重合体
（無水マレイン酸系共重合体等）、ポリエーテル系（ポ
リエチレングリコール・ジアクリレート架橋重合体
等）、縮合系ポリマー（エステル系ポリマー等）等の合
成高分子類が挙げられるが、アクリル酸ナトリウム系重
合体の架橋物が工業的に生産が容易で低コストのため好
ましい。
【０００８】また、焼成によりセラミックスマトリック
スを生成する未焼成セラミックとしては、例えば長石、
陶土、粘土鉱物等のケイ酸アルミニウム系無機材料が挙
げられ、それらには焼結剤としてのアルカリ金属・アル
カリ土類金属ケイ酸塩、ガラス粉、釉薬粉等を添加する
ことが好ましく、さらに無機系粘結材の水溶性アルカリ
ケイ酸塩（水ガラス）や有機質粘結材のコーンスター
チ、ＣＭＣ等を添加したものが好ましい。なお、成形の
ための可塑性付与材としては、通常有機系のもの、例え
ば前記粘結材と同じコーンスターチ、ＣＭＣやアルギン
酸ソーダー、ＰＶＡ、ポリアクリル系エマルジン、多価
アルコール系ワックス等を添加使用することができる。
なお、水溶性アルカリケイ酸塩（水ガラス）は成形用及
び焼結用に共用される可塑性付与材兼焼結剤として好ま
しいものである。
スを生成する未焼成セラミックとしては、例えば長石、
陶土、粘土鉱物等のケイ酸アルミニウム系無機材料が挙
げられ、それらには焼結剤としてのアルカリ金属・アル
カリ土類金属ケイ酸塩、ガラス粉、釉薬粉等を添加する
ことが好ましく、さらに無機系粘結材の水溶性アルカリ
ケイ酸塩（水ガラス）や有機質粘結材のコーンスター
チ、ＣＭＣ等を添加したものが好ましい。なお、成形の
ための可塑性付与材としては、通常有機系のもの、例え
ば前記粘結材と同じコーンスターチ、ＣＭＣやアルギン
酸ソーダー、ＰＶＡ、ポリアクリル系エマルジン、多価
アルコール系ワックス等を添加使用することができる。
なお、水溶性アルカリケイ酸塩（水ガラス）は成形用及
び焼結用に共用される可塑性付与材兼焼結剤として好ま
しいものである。
【０００９】本願発明においては、さらに耐熱性補強材
を加配することもできる。このような耐熱性補強材とし
ては、例えば鉱滓、シャモット等が採用でき、これら耐
熱性補強材を加配し、焼結して得られた多孔質軽量セラ
ミック製品は、高い機械的強度及び耐熱性を備えたもの
となる。さらに、本発明の多孔質軽量セラミック製品中
の多孔空隙を生成させるため、未焼成セラミック粉体を
含む結合材中に有機物細粒を混有させることもできる。
有機質微細物としては、高温加熱により揮発焼失するも
ので、例えば木材・竹材・穀類等の植物微細物、脂肪微
細物、プランクトン等の動物微細物、ポリスチロール、
ポリエチレン、ポリプロピレン等の合成樹脂微細物が挙
げられる。さらに、有機質短繊維、例えばナイロン短繊
維、ポリプロピレン短繊維等も使用できる。米細粒、う
どん細粒、籾がら粉等も使用できる。それら、有機物細
粒部は焼成時に酸化焼失して焼失孔となる。
を加配することもできる。このような耐熱性補強材とし
ては、例えば鉱滓、シャモット等が採用でき、これら耐
熱性補強材を加配し、焼結して得られた多孔質軽量セラ
ミック製品は、高い機械的強度及び耐熱性を備えたもの
となる。さらに、本発明の多孔質軽量セラミック製品中
の多孔空隙を生成させるため、未焼成セラミック粉体を
含む結合材中に有機物細粒を混有させることもできる。
有機質微細物としては、高温加熱により揮発焼失するも
ので、例えば木材・竹材・穀類等の植物微細物、脂肪微
細物、プランクトン等の動物微細物、ポリスチロール、
ポリエチレン、ポリプロピレン等の合成樹脂微細物が挙
げられる。さらに、有機質短繊維、例えばナイロン短繊
維、ポリプロピレン短繊維等も使用できる。米細粒、う
どん細粒、籾がら粉等も使用できる。それら、有機物細
粒部は焼成時に酸化焼失して焼失孔となる。
【００１０】上記のようなガラス質中空球状粗粒子に、
フライアッシュ及び吸水膨潤された高吸水性ポリマー粒
子を含む結合材を均質に混合した混合物を所要形状に成
形した後、乾燥し、７５０〜１２００℃程度の焼成温度
域において焼結させることにより、多孔質軽量セラミッ
ク製品を得ることができる。
フライアッシュ及び吸水膨潤された高吸水性ポリマー粒
子を含む結合材を均質に混合した混合物を所要形状に成
形した後、乾燥し、７５０〜１２００℃程度の焼成温度
域において焼結させることにより、多孔質軽量セラミッ
ク製品を得ることができる。
【００１１】上記発明のセラミックス製品の配合組成に
おいて、ガラス質中空球状粗粒子を用いるのは、該粗粒
子は黒曜石、真珠岩等の天然ガラス等を原料にして多量
に生産され価格も安価で、内部が中空で軽量であり、か
つ一定の強度も備えているため、これを主要構成材料と
することにより製品の軽量化及びある程度の強度向上に
寄与するためであり、さらにそれがガラス質であるか
ら、その周りに接触充填されるフライアッシュ、セラミ
ックマトリックスとの焼結接合が容易であり、その結果
焼成製品はガラス質球状粗粒子表層とセラミックマトリ
ックスが強固に結合して、全体強度が向上するのであ
る。そして、主原料としてガラス質中空球状粗粒子とフ
ライアッシュを用いたことにより、製品の空隙率を多大
に確保し、かつ吸水膨潤された高吸水性ポリマー粒子及
び未焼成セラミックセラミックを含む結合材を使用した
ことによりに、製品の空隙率を最大に確保することがで
きるのである。なお、該セラミック製品中には、素材中
の各ガラス質中空球状粗粒子同士の接触部分（以下、第
１点接触部分という）間に形成される大きな空隙部（以
下、第１空隙部という）、及び第１空隙部内に充填され
たフライアッシュの各粒子同士の接触部分（以下、第２
点接触部分という）間に形成される小さな空隙部（以
下、第２空隙部という）、さらにセラミックマトリック
ス内の吸水膨潤された高吸水性ポリマー粒子の消失孔で
ある空隙部（以下、第３空隙部という）の３種の多量の
空隙部が存在するため、全体の空隙率が高く、かつ第
１，第２、第３空隙部が接続状態となって連通する結
果、軽量化及び良好な通気性・通液性が確保される。さ
らに、ガラス質中空球状粗粒子は、７５０〜１２００℃
に加熱された際に、高温部（約１０００〜１２００℃）
の加熱領域で加熱されると、各粗粒子は、熔融、発泡し
て所々に部分的に発泡穴が形成されたものとなり、各粗
粒子自体がその球状壁の所々に貫通穴を備えるものとな
る結果、より良好な通気性・通液性が実現される。よっ
て、本発明の多孔質軽量セラミック製品は、下記のよう
な材料として利用できる。軽量タイル、軽量壁板パネ
ル、断熱材料、吸音材料、濾過材料、触媒を担持させた
触媒、微生物を利用する排水処理に使用される各種バク
テリア、細菌類を担持した微生物担持排水処理材料、遠
赤外線放射材料、各種フェライトなどを組成物素材とし
た電波吸収性パネル等。
おいて、ガラス質中空球状粗粒子を用いるのは、該粗粒
子は黒曜石、真珠岩等の天然ガラス等を原料にして多量
に生産され価格も安価で、内部が中空で軽量であり、か
つ一定の強度も備えているため、これを主要構成材料と
することにより製品の軽量化及びある程度の強度向上に
寄与するためであり、さらにそれがガラス質であるか
ら、その周りに接触充填されるフライアッシュ、セラミ
ックマトリックスとの焼結接合が容易であり、その結果
焼成製品はガラス質球状粗粒子表層とセラミックマトリ
ックスが強固に結合して、全体強度が向上するのであ
る。そして、主原料としてガラス質中空球状粗粒子とフ
ライアッシュを用いたことにより、製品の空隙率を多大
に確保し、かつ吸水膨潤された高吸水性ポリマー粒子及
び未焼成セラミックセラミックを含む結合材を使用した
ことによりに、製品の空隙率を最大に確保することがで
きるのである。なお、該セラミック製品中には、素材中
の各ガラス質中空球状粗粒子同士の接触部分（以下、第
１点接触部分という）間に形成される大きな空隙部（以
下、第１空隙部という）、及び第１空隙部内に充填され
たフライアッシュの各粒子同士の接触部分（以下、第２
点接触部分という）間に形成される小さな空隙部（以
下、第２空隙部という）、さらにセラミックマトリック
ス内の吸水膨潤された高吸水性ポリマー粒子の消失孔で
ある空隙部（以下、第３空隙部という）の３種の多量の
空隙部が存在するため、全体の空隙率が高く、かつ第
１，第２、第３空隙部が接続状態となって連通する結
果、軽量化及び良好な通気性・通液性が確保される。さ
らに、ガラス質中空球状粗粒子は、７５０〜１２００℃
に加熱された際に、高温部（約１０００〜１２００℃）
の加熱領域で加熱されると、各粗粒子は、熔融、発泡し
て所々に部分的に発泡穴が形成されたものとなり、各粗
粒子自体がその球状壁の所々に貫通穴を備えるものとな
る結果、より良好な通気性・通液性が実現される。よっ
て、本発明の多孔質軽量セラミック製品は、下記のよう
な材料として利用できる。軽量タイル、軽量壁板パネ
ル、断熱材料、吸音材料、濾過材料、触媒を担持させた
触媒、微生物を利用する排水処理に使用される各種バク
テリア、細菌類を担持した微生物担持排水処理材料、遠
赤外線放射材料、各種フェライトなどを組成物素材とし
た電波吸収性パネル等。
【００１２】
【実施例】本願発明の実施例を以下に説明する。 ［実施例１］ ガラス質球状粗粒子（粒径１〜２ｍｍ） （パーライト） １００重量部 フライアッシュ粉末 ５０重量部 上記の混合物に、下記組成の結合材を２０重量部を添加
混合した。 ケイ酸ソーダ（３号） ４０重量％ 蛍石粉末 １５重量％ 陶石粉末 ２０重量％ 吸水膨潤された高吸水性ポリマー粒子 １０重量％ メトローズ ５重量％ 水 １０重量％ 得られた上記混合配合物を型枠に投入し低圧成形してタ
イル状成形体を得た後、乾燥し、その後９７０℃の焼成
帯で、９０分間焼結させた。この結果、得られた多孔質
軽量セラミックス製品はカサ比重が１以下であり、圧縮
強度２０〜３０ｋｇ／ｃｍ２、高温耐熱性（１０００℃
以上）・耐熱衝撃性に優れ、かつ通気性・通水性に優れ
吸音率も高いものであった。
混合した。 ケイ酸ソーダ（３号） ４０重量％ 蛍石粉末 １５重量％ 陶石粉末 ２０重量％ 吸水膨潤された高吸水性ポリマー粒子 １０重量％ メトローズ ５重量％ 水 １０重量％ 得られた上記混合配合物を型枠に投入し低圧成形してタ
イル状成形体を得た後、乾燥し、その後９７０℃の焼成
帯で、９０分間焼結させた。この結果、得られた多孔質
軽量セラミックス製品はカサ比重が１以下であり、圧縮
強度２０〜３０ｋｇ／ｃｍ２、高温耐熱性（１０００℃
以上）・耐熱衝撃性に優れ、かつ通気性・通水性に優れ
吸音率も高いものであった。
【００１３】［実施例２］ ガラス質球状粗粒子（粒径１〜２ｍｍ） （パーライト） １００重量部 フライアッシュ粉末 １００重量部 上記の混合物に、下記組成の結合材を３０重量部を添加
混合した。 蛍石粉末 １５重量％ ガラス粉末 ２０重量％ カオリン粉末 ２０重量％ 吸水膨潤された高吸水性ポリマー粒子 １０重量％ メトローズ ５重量％ 水 ３０重量％ 上記混合物を型枠に入れてタイル状成形体にした後、１
０００℃の焼成帯で、６０分間焼結させた。この結果、
得られた多孔質軽量セラミックス製品はカサ比重が１以
下であり、圧縮強度１０〜４０ｋｇ／ｃｍ２、高温耐熱
性（１０００℃以上）・耐熱衝撃性に優れ、かつ通気性
・通水性に優れ吸音率も高いものであった。なお、上記
実施例において、高吸水性ポリマーとしては、大阪有機
化学工業社製吸水性ポリマー商品名ＢＬ−１００（吸水
前平均粒度７０〜１５０μｍ、吸水後の粒度３００〜７
００μｍ）を使用した。「メトローズ」（商品名：信越
化学工業社製）はメチルセルロースである。
混合した。 蛍石粉末 １５重量％ ガラス粉末 ２０重量％ カオリン粉末 ２０重量％ 吸水膨潤された高吸水性ポリマー粒子 １０重量％ メトローズ ５重量％ 水 ３０重量％ 上記混合物を型枠に入れてタイル状成形体にした後、１
０００℃の焼成帯で、６０分間焼結させた。この結果、
得られた多孔質軽量セラミックス製品はカサ比重が１以
下であり、圧縮強度１０〜４０ｋｇ／ｃｍ２、高温耐熱
性（１０００℃以上）・耐熱衝撃性に優れ、かつ通気性
・通水性に優れ吸音率も高いものであった。なお、上記
実施例において、高吸水性ポリマーとしては、大阪有機
化学工業社製吸水性ポリマー商品名ＢＬ−１００（吸水
前平均粒度７０〜１５０μｍ、吸水後の粒度３００〜７
００μｍ）を使用した。「メトローズ」（商品名：信越
化学工業社製）はメチルセルロースである。
【００１４】
【発明の効果】以上の本願発明によれば下記のような優
れた作用効果が得られる。主原料としてガラス質中空球
状粗粒子とフライアッシュを用いたことにより、製品の
空隙率を多大に確保し、かつ吸水膨潤された高吸水性ポ
リマー粒子及び未焼成セラミックセラミックを含む結合
材を使用したことによりに、製品の空隙率を最大に確保
することができる。なお、該セラミック製品は、素材中
の各フライアッシュ粒子が中空であるため軽量であり、
かつ粒子同士の接触部分は点接触で連結され、また吸水
膨潤された高吸水性ポリマー粒子の焼失孔が残存するた
め、マトリックス部分が連通多孔質となっていて、気液
通過性が良好となる。本発明の多孔質軽量セラミック製
品は、安価なガラス質中空球状粗粒子及びフライアッシ
ュを主原料とするため、製品製造コストが低く、かつ火
力発電所等より大量に発生され、その処分が問題となっ
ているフライアッシュの有効活用に寄与するものでもあ
る。
れた作用効果が得られる。主原料としてガラス質中空球
状粗粒子とフライアッシュを用いたことにより、製品の
空隙率を多大に確保し、かつ吸水膨潤された高吸水性ポ
リマー粒子及び未焼成セラミックセラミックを含む結合
材を使用したことによりに、製品の空隙率を最大に確保
することができる。なお、該セラミック製品は、素材中
の各フライアッシュ粒子が中空であるため軽量であり、
かつ粒子同士の接触部分は点接触で連結され、また吸水
膨潤された高吸水性ポリマー粒子の焼失孔が残存するた
め、マトリックス部分が連通多孔質となっていて、気液
通過性が良好となる。本発明の多孔質軽量セラミック製
品は、安価なガラス質中空球状粗粒子及びフライアッシ
ュを主原料とするため、製品製造コストが低く、かつ火
力発電所等より大量に発生され、その処分が問題となっ
ているフライアッシュの有効活用に寄与するものでもあ
る。
Claims (13)
- 【請求項１】多数のガラス質中空球状粗粒子の間をフラ
イアッシュを含む多孔質セラミックマトリックス焼結体
が結合充填してなり、かつ前記多孔質セラミツクマトリ
ックス焼結体中の多孔質空隙部が吸水膨潤した高吸水性
ポリマーの消失孔であることを特徴とする多孔質軽量セ
ラミック製品。 - 【請求項２】粒径０．５〜５．０ｍｍのガラス質中空球
状粗粒子１００重量部に対して、フライアッシュ１５〜
３５０重量部と、多孔質セラミックマトリックス焼結体
５〜８０重量部が均質混在した焼結体であり、かつ前記
多孔質セラミックマトリックス焼結体中の多孔質空隙部
が吸水膨潤した高吸水性ポリマーの消失孔であることを
特徴とする多孔質軽量セラミック製品。 - 【請求項３】ガラス質中空球状粗粒子が、天然ガラス質
発泡体粗粒子であることを特徴とする請求項１又は２記
載の多孔質軽量セラミック製品。 - 【請求項４】ガラス質中空球状粗粒子が、人工発泡ガラ
ス質粗粒子であることを特徴とする請求項１又は２記載
の多孔質軽量セラミック製品。 - 【請求項５】多孔質軽量セラミック製品の物理特性が、
嵩比重０．１５〜１．５、圧縮強度：５．０〜５０ｋｇ
ｆ／ｃｍ２、曲げ強度：０．５〜５．０ｋｇｆ／ｃｍ２
であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１
項に記載の多孔質軽量セラミック製品。 - 【請求項６】粒径０．５〜５．０ｍｍのガラス質中空球
状粗粒子１００重量部に対して、フライアッシュ１５〜
３５０重量部と、吸水膨潤した高吸水性ポリマー３０〜
７０重量％を均質に含有する未焼成セラミック粉体を含
む結合材６０〜４５０重量部とが混合された混合物を成
形し、乾燥した後、７５０〜１２００℃で焼成すること
を特徴とする多孔質軽量セラミック製品の製造方法。 - 【請求項７】吸水膨潤した高吸水性ポリマーの粒径が１
０〜２０００μｍであることを特徴とする請求項６記載
の多孔質軽量セラミック製品の製造方法。 - 【請求項８】結合材中に占める未焼成セラミック粉体が
４０〜７０重量％であることを特徴とする請求項６又は
７記載の多孔質軽量セラミック製品の製造方法。 - 【請求項９】結合材が、無機結合材を含むことを特徴と
する請求項６〜８のいずれか１項に記載の多孔質軽量セ
ラミック製品の製造方法。 - 【請求項１０】結合材が、ガラス質粉体を含むことを特
徴とする請求項６ないし９のいずれか１項に記載の多孔
質軽量セラミック製品の製造方法。 - 【請求項１１】結合材が、粘土鉱物を含むことを特徴と
する請求項６ないし１０のいずれか１項に記載の多孔質
軽量セラミック製品の製造方法。 - 【請求項１２】結合材が、有機質結合材を含むことを特
徴とする請求項６〜１１のいずれか１項に記載の多孔質
軽量セラミック製品の製造方法。 - 【請求項１３】結合材が、水溶性のアルカリ金属ケイ酸
塩を含むことを特徴とする請求項６〜１２のいずれか１
項に記載の多孔質軽量セラミック製品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20509897A JP3994232B2 (ja) | 1997-07-30 | 1997-07-30 | 多孔質軽量セラミック製品及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20509897A JP3994232B2 (ja) | 1997-07-30 | 1997-07-30 | 多孔質軽量セラミック製品及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1149582A true JPH1149582A (ja) | 1999-02-23 |
| JP3994232B2 JP3994232B2 (ja) | 2007-10-17 |
Family
ID=16501397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20509897A Expired - Fee Related JP3994232B2 (ja) | 1997-07-30 | 1997-07-30 | 多孔質軽量セラミック製品及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3994232B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100386881B1 (ko) * | 1999-10-12 | 2003-06-09 | 손명모 | 고강도의 무기질 경량 발포 세라믹 제조방법 |
| WO2017050946A1 (fr) * | 2015-09-25 | 2017-03-30 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Utilisation d'un geopolymere a polymere super-absorbant |
| CN112919892A (zh) * | 2021-02-05 | 2021-06-08 | 江西陶瓷工艺美术职业技术学院 | 一种无机陶瓷膜支撑体材料及其制备方法 |
| CN116120087A (zh) * | 2022-12-16 | 2023-05-16 | 浙江天地环保科技股份有限公司 | 一种利用粉煤灰合成的轻质发泡陶瓷及其制备方法 |
| JP2025518130A (ja) * | 2022-05-27 | 2025-06-12 | セラミスト ワン ゲーエムベーハー | セラミック分散体またはセラミックゲルを製造するための化学物質のセット |
-
1997
- 1997-07-30 JP JP20509897A patent/JP3994232B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100386881B1 (ko) * | 1999-10-12 | 2003-06-09 | 손명모 | 고강도의 무기질 경량 발포 세라믹 제조방법 |
| WO2017050946A1 (fr) * | 2015-09-25 | 2017-03-30 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Utilisation d'un geopolymere a polymere super-absorbant |
| FR3041630A1 (fr) * | 2015-09-25 | 2017-03-31 | Commissariat Energie Atomique | Geopolymere a polymere super-absorbant, son procede de preparation et ses utilisations |
| CN112919892A (zh) * | 2021-02-05 | 2021-06-08 | 江西陶瓷工艺美术职业技术学院 | 一种无机陶瓷膜支撑体材料及其制备方法 |
| JP2025518130A (ja) * | 2022-05-27 | 2025-06-12 | セラミスト ワン ゲーエムベーハー | セラミック分散体またはセラミックゲルを製造するための化学物質のセット |
| CN116120087A (zh) * | 2022-12-16 | 2023-05-16 | 浙江天地环保科技股份有限公司 | 一种利用粉煤灰合成的轻质发泡陶瓷及其制备方法 |
| CN116120087B (zh) * | 2022-12-16 | 2024-04-12 | 浙江浙能科技环保集团股份有限公司 | 一种利用粉煤灰合成的轻质发泡陶瓷及其制备方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3994232B2 (ja) | 2007-10-17 |
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